石墨材料如何抗氧化处理？
众所周知，在石墨制品的制作过程中，有机碳质质料的热解和缩聚使人造石墨资料多孔，一般孔隙率约为20~30。大多数为开孔，导致氧化气体扩散速度和深度增加，抗氧化功能恶化，一般在空气中400℃左右开始氧化。削减石墨资料与氧气的触摸面积是防止石墨资料氧化的重要措施之一。本质上，抗氧化物质用于掩盖石墨资料的孔隙或活性中心，使其外表不直接暴露于空气中。现在，石墨资料的抗氧化办法大致可分为叁种：一种是外表涂层；第二，气相堆积；第叁，浸渍。浸渍法具有设备简略、操作便利、效果明显、经济性好等长处
1.外表涂覆法
涂层办法是在石墨资料外表喷涂一层抗氧化涂层。一般来说，涂层根据涂层资料的不同而不同，涂层工艺也不同，产物的特性也不同。
（补）喷涂金属、碳化物、硅化物等
喷涂资料包括金属、碳化物、硅化物以及上述资料的混合物。在石墨电极外表喷涂或熔合一层铝基金属陶瓷。常用的涂层工艺是在电极外表喷涂铝和耐火资料的“替换喷涂熔融法”，以取得抗氧化涂层石墨电极。
抗氧化涂层有必要满意以下要求：
1）耐高温不熔化，涂层分解温度在1850℃以上；
2）它与电极外表结合杰出，具有类似的热膨胀系数；
3）导电率高于石墨电极基体；
4）应具有必定的机械强度；
5）对冶金操作和钢水质量无不良影响。与同等质量的焊条相比，具有抗氧化涂层的石墨焊条可下降吨钢电耗20～30，下降炼钢电耗5%左右。此外，因为抗氧化涂层的电阻较小，能够进步经过电极的电流密度，减小电极直径。
可是，因为带抗氧化涂层石墨电极的制作成本增加了8%~10%，且电炉钢厂运用的抗氧化涂层电极需要对炼钢炉电极座进行技术改造，改造数量和出资较大，这将给炼钢出产带来一些麻烦。因此，跟着大功率和超高功率石墨电极的推广使用，我国基本上没有出产抗氧化涂层石墨电极。
（产）硼化物涂层
该办法在石墨制品外表涂覆一层含硼化物的碳化液，可大大下降其氧化性。在820℃停止空气中的实验标明，未涂覆石墨产物的氧化丢失为100%，而硼化物涂覆石墨产物的氧化丢失仅为1%。该办法主要用于制作飞机刹车片。
（肠）涂有富铝红基石等
涂层资料含有20~70%的富铝红基石（3ai2o32sio2）、5~14%的硅、5~70%的碳化硅或碳化硼。涂层喷在石墨产物上。经过枯燥和热处理，涂层与石墨产物外表结合杰出，能够接受剧烈的热膨胀。该办法主要适用于坩埚、浇注熔融耐火资料的模具、高炉砖等。
2.气相堆积
热解碳和热解石墨具有杰出的耐高温性和耐腐蚀性，选用化学气相堆积法在石墨资料外表堆积必定厚度的热解碳或热解石墨能够进步石墨资料的抗氧化性。但是，在实践使用中，纯热解碳涂层最严重的缺陷是各向异性大，易剥离。如果在堆积过程中在热解碳中嵌入针状碳化硅晶体，且晶体的轴向笔直于热解碳的基面，则能够下降热解碳的各向异性，增加热解碳的c轴向强度，并改善其他功能，例如可扩展性。
此外，笔直嵌入的针状碳化硅破坏了热解碳的层状结构，然后削减了热解碳层的剥落。因为硅在氧化过程中构成，并熔化构成保护层，因此产物的抗氧化性和耐腐蚀性得到增强。但是，因为其成本高且仅适用于小尺寸产物，该技术主要使用于航空航天资料等领域。
3.浸渍法
浸渍法是用抗氧化资料浸渍石墨资料，以下降石墨制品的孔隙率，然后削减碳与氧的触摸面，进步石墨资料的抗氧化性。为了取得满意的结果，应根据浸渍剂的具体情况选用不同的浸渍办法
（补）浸磷酸溶液
该工艺简略易行，制备的石墨制品抗氧化温度可达760℃以上。具体办法是将石墨产物浸入含有磷酸盐的磷酸溶液中约10分钟。然后，将浸泡过的产物加热至至少500°C约5-10分钟。在680℃和800℃下的氧化实验标明，浸渍石墨产物的抗氧化性明显优于未浸渍石墨产物。
（产）硼硅酸盐浸渍玻璃
将硼硅酸盐玻璃放入浸渍装置中的不锈钢锕系坩埚中，真空加热熔化，放入石墨产物中，参加氨水必定时刻，使熔融玻璃浸入石墨产物中。浸渍石墨制品的功能比浸渍前有了很大的进步。其间，抗压强度进步一倍，抗折强度进步一倍以上，孔隙率明显下降，电阻率基本不变，抗氧化性增强，氧化丢失明显下降。
（肠）浸渍抗氧剂
浸渍剂是一种抗氧化剂。抗氧化剂是一种或多种碱土金属无机盐和一种或两种磷酸或磷酸盐的混合物。在抗氧化剂混合物中参加少数导电助剂和由硅、钙等金属盐组成的稳弧剂，可制备出具有杰出耐电弧性和导电性的电极产物。在700°C下对浸渍有抗氧化剂的石墨产物进行6小时的实验标明，石墨产物外表没有氧化。
（诲）浸没金属盐
挑选难熔金属盐的饱和溶液作为浸渍剂。在高温加热之前，浸渍石墨产物在氢氧化铵或硫酸氢铵水溶液中浸泡10分钟，以将堆积在孔中的难熔金属盐转化为氧化物。然后，石墨产物在真空或保护气体中高温加热，将金属氧化物转化为碳化物。该办法可用于石墨电极的制备，特别是在控制碳浓度的熔融条件下。
